Question

国内研究现状及进展

Answer 1

1.3.2.1 构造研究及进展

国内对沂沭断裂构造带的研究者甚多，研究程度较高，但尚存在长期争论的问题。

（1）早期对沂沭断裂带的认识

有资料记录最早对沂沭断裂带进行调查的是德国人李希霍芬（1898），他对山东进行地质调查，第一个描述了山东的重要断裂构造^［14］，指出“山东的山地由自北向南沿着潍河断层分为两个地质和山岳形态不同的部分”，并在其编制的构造图上标出了断裂带的位置。1923年，中国学者谭锡畴在调查山东中、新生代地层时于莒县境内首次记述了沂沭断裂带的踪迹^［30］，“莒县溪谷之西，有一南北向之正断层，仰侧为古生代前期及太古代地层，俯侧为青山层王氏系及二叠、石炭纪煤系，断距不大”。李捷（1929）在编制1∶100万南京、开封幅地质图说明书时描绘出沂沭断裂带沿沂河、沭河谷地发育，北接潍河的北北东向地层系所构成的“两堑夹一垒”基本结构形态^［31］。翁文灏（1930）在其著作中将李希霍芬的潍河断层称为山东潍河断裂带，并指出该断裂为一地震中心。李四光在1948年已提出此断裂带的存在：“横过山东从南边沂水到北边的潍县有一强烈的破碎带，这个破碎带显示出新华夏系挤压的特点^［59］”。同时他还第一次指出^{［60，61］}，该断裂带向北延入辽东半岛，向南延入江苏北部。该断裂与北北西向和北东东向二组扭裂面具有成生联系，其形成时代为白垩纪。张文佑（1957）认为有一北北东向断裂带沿潍河、沭河、沂河谷地伸展，大别山东端的倾没可能与它有关^［62］。徐嘉炜（1956）在调查江淮之间的区域构造时，指出介于张八岭地轴与淮河地台及鲁东地盾与鲁西隆起之间存在一条北北东向的巨大断裂带^{［63～67］}，穿过安徽、江苏、山东三省，命名为“安江山深断裂”，1957年将其改称“皖苏鲁深断裂”。关于郯庐断裂带的对比研究见表1-3。

（2）中期对沂沭断裂带的认识

1957年，地质部航测大队904队进行大规模航空磁测时发现，山东郯城至安徽庐江一带，有一条十分醒目的航磁正异常带，第一次将之命名为郯城-庐江深大断裂带^［3］。1980年在山东潍坊举行了郯庐断裂带的专题学术讨论会，学者们各抒己见，他们的许多观点、分歧均刊登在1984年的《构造地质论丛》第3号中。此后对该断裂带的性质、演化及动力学机制的研究，引起中外学者的极大兴趣和关注。后来的研究主要涉及沂沭断裂带的体系归属（邓乃恭，1982）、水平断距的大小、断裂带所表现出的大陆裂谷特点及地体边界的表征和沂沭断裂带形成的时代等一些重要的问题。80年代以来，对于郯庐断裂带的研究不断深入，针对该断裂带的研究已举行过多次学术讨论会，对其形成时代、运动方式、活动特点等的研究已出版多部专著和专辑，有300余篇论文从各种角度论证了此断裂带的形成、演化和活动特征。

环文林等（1982）对郯-庐断裂提出了三个重要演化阶段，及其与太平洋板块运动相联系。第一阶段，中侏罗世晚期-早白垩世（120 Ma），库拉板块消亡，中国东部处于压扭应力场；第二阶段，晚白垩世-古近纪（约90 Ma），太平洋洋脊消减，出现伸展开张的构造环境；第三阶段，新近纪-第四纪（40 Ma），太平洋板块消减，中国东部出现右旋剪切应力场，总的来看，太平洋板块运动对中国东部大陆地质作用影响的主要时期基本一致，郯-庐断裂在上述主导应力作用下发生平移、推覆、张裂^{［69～71］}。万天丰划分出四个运动阶段，时间为135～52 Ma，包括了太平洋板块运动主要时期和郯-庐断裂的主要活动

期^［68］。

（3）构造研究争鸣阶段

概括起来，对郯庐断裂带（沂沭断裂带）的研究存在六种不同的观点与认识（图1-2）。

徐嘉炜最早研究郯-庐断裂及其平移性质，他认为郯庐断裂带是西北环太平洋边缘大陆内测的大型平移断层，其动力背景是太平洋板块向大陆板块的斜向运动，主平移时期为晚侏罗-早白垩世（140～110 Ma），最大平移距达740 km，随后他又发表多篇论文及专著，进一步阐述他的这一独到见解^{［19～23，63～65］}。他认为郯庐断裂三叠纪开始活动，晚侏罗纪晚期构造变动达到高潮，以挤压条件下的巨大左行平移为主要特征，白垩纪至古近纪转为张裂断陷，新近纪又受到新的挤压，伴以小幅度的右行平移，这种断裂性质上的转变与太平洋板块相对运动方向的改变有关，郯庐断裂带是滨西北太平洋区大陆内缘的大型剪切滑动带。另一种观点为“地缝合线-边界线转换断层带作为华北与华南板块的缝合线”（周导之等，1980）。第三种是转换断层模式，认为郯庐断裂的形成与华北和扬子陆块沿秦岭-大别造山带碰撞有关^{［73～75］}，这一转换断层活动时限为晚古生代-中生代，延续到侏罗纪；张国伟（1998，2002）认为郯庐断裂带是中国东部最大的陆内转换断层；张宝政（1993）亦认为郯庐断裂具转换断层之特征。第四种为碰撞嵌入模式（Yin et al.，1993）^{［76～79］}，基于郯庐断裂带的左行平移和朝鲜半岛沃川带、Honam剪切带右行平移运动学特征，认为郯庐和Honam剪切带之间的苏北、胶南及朝鲜的京畿-沃川带是华南板块北侧不规则被动边缘向北突出的一块^{［80，81］}，存在于碰撞前，嵌入碰撞时代为早二叠世晚期至晚三叠世与早侏罗世。第五种模式认为它是我国东部一个独立的巨型构造体系^{［82，83］}，称更新华夏系，形成于燕山运动晚期。第六种模式认为郯庐断裂带是我国东部规模最大的一条白垩-新近纪的后地台型古裂谷带^{［24～26，84，85］}，并划分出北、中、南三段，各段的基本特征、构造组合类型、沉降幅度、水平扩张量、火山活动、深部构造及地质发展史有所不同，但有一点是共同的，均十分明显地表现为先张后压的双重构造特征，后期的挤压应力作用取代于拉伸作用。高维明等（1980）认为沂沭断裂带是典型的大陆裂谷带^［86］，是在中生代左旋平移基础上，经历了白垩纪强烈横向扩张阶段和第三纪以来的消亡挤压阶段而形成的。

表1-3 郯庐断裂研究对比简表

续表

续表

续表

图1-2 郯庐断裂带构造模式图

王小凤等（2005）在《郯庐断裂带》一书中认为^［2］：郯庐断裂的形成发轫于南北地块拼合带的向南突出部位，而下地壳物质的NNE向左行韧性剪切流动则是其启动机制，然后逐步向浅部和向北扩展。这一平面上自南向北分段递进的生长迁移机制，得到了相应沉积盆地和岩浆活动年代学资料的支持，也解释了中南段的缩短率和位移量明显大于北段的事实。同时根据不同层次变形域的特征，提出了沿滑脱面上层对下层做S（SS）E向滑动的多层滑移模式，反映了陆内大型走滑断裂带由深到浅的应力应变传递方式。通过断裂两侧地壳缩短资料的判断，得出了郯庐中南段累积最大位移量为300 km的结论。同时将郯庐左行剪切走滑断裂发育历史划分为六个时期、四个变形阶段，较全面地重现了从特提斯体制向太平洋体制的复杂历史转化过程，也在相当程度上反映了我国东部大陆边缘的动力学特征。

（4）对沂沭断裂带活动的趋同认识

郯庐断裂带（含沂沭断裂带）在漫长的形成演化过程中，曾经历过多期构造活动，构造力学性质发生过多次变化，在中、新生代又曾以拉张、挤压（兼扭动）交替进行为特征。对沂沭断裂带来说，以下几方面的问题是各家易于接受的：

一是，无论沂沭断裂带在中生代前是否有强烈的活动，中生代以来强烈活动有可靠的证据，白垩纪是具垂直差异特点的强烈活动的形成阶段，它代表新华夏系活动特征，是一条规模巨大的逆时针向压扭性断裂带。

二是，鲁东至少在二叠纪以后、侏罗纪之前曾有过比鲁西地区更大幅度的隆起。鲁东缺失古生界到下中侏罗统；沂沭断裂带中缺失二叠纪上统（石千峰组）；莱阳盆地底部砾石中发现石炭-二叠系灰岩砾岩^［87］；鲁西局部发育有三叠系沉积地层；沂沭断裂带中坊子煤田坊子组（J）不整合于元古宇或下古生界之上。晚侏罗世到白垩纪，鲁东成为沉积的集中发育区，在莱阳盆地中沉积有近万米厚的中生代沉积地层，反映这时鲁西比鲁东有更大的隆起抬升。

三是，沂沭断裂带两侧中生代白垩纪以来地层可以对比，鲁东和鲁西并无明显差别。此外，在昌邑-大店断裂带北段常以揉皱带表现出来，这均显示白垩纪以来无重大平移。

四是，断裂带成生发展的地质特征对两侧地区有重要影响。晚侏罗世（155 Ma）前，伴随鲁东地区相对开始沉降，构造带已开始逆时针向活动。晚侏罗世是构造差异活动较强时期，随着胶莱坳陷的形成，胶北、胶南相对隆起，岩浆侵入活动广泛发育。特别是在上侏罗统类磨拉石建造沉积之后，下白垩统火山岩系喷发之前，是构造强烈活动时期，相当于大宝运动主幕（星野一男，1985），有强烈挤压的NE-SW走向构造形迹形成，断裂发生较大平移运动^［88］。早白垩世断裂带及其两侧次级序断裂构造表现为张性活动特征及区域右行走滑的构造背景，岩浆大多充填在这些断裂中，基底上隆明显。晚白垩世至古近纪是顺时针平移的余动时期，断裂少有平移，主要表现在断裂两侧岩块相对升降运动和岩块内部低级序的断裂构造的成生活动^{［89～94］}。

沂沭断裂带以东，新华夏系较低级别的NNE断裂构造相当发育，集中表现在胶北地区和胶南地区，牟平-即墨断裂以东也有强烈活动形迹。

到目前为止，以下问题仍然是地学界关注的热点：

A.沂沭断裂带启动的时间、边界条件及古构造格局?

B.沂沭断裂带及其相邻地区的构造型式及岩石圈结构变化?

C.郯庐断裂带左行平移发生的时限?最大平移的幅度是740 km还是300 km?它所诱引的从浅部到深层次的应变图像如何?

D.中国东部大陆边缘变形的模式、地壳运动的程式及动力来源是什么?沂沭断裂带形成演化过程及构造应力场演变历史?

E.沂沭断裂带对该地区的构造格局、沉积作用、岩浆活动以及金属矿产、能源矿产的形成与分布等有怎样的控制作用?产生的影响是什么?

1.3.2.2 构造控矿作用研究

（1）区域控矿作用

郯庐断裂带不仅在区域构造演化上具有重大的影响，而且是中国东部一条重要的内生金属成矿带^［95］。沿此带形成了一系列大中型金、银、铜、铁、铅锌等内生金属矿床。它们主要形成于燕山期（135～96 Ma）。当时在NE-SW向最大主压应力的作用下，郯庐断裂带两侧的次级NNE向断层或者NNE向断层与横向（NW、近EW向）断层交叉处，常常成为内生金属热液矿床的有利储集部位，此时NNE向断裂均具有张剪性的特征。该带的成矿作用可称为板内拉张带成矿作用。但是拉张作用最强的大断裂——郯庐断裂带反而没有储集大型、特大型矿床，那是因为该带拉张作用太强，不仅在成矿时流体可沿断裂带通畅地经过，在成矿后非成矿流体（地下水）也可产生强烈的淋滤作用，使成矿物质难以保存。而郯庐断裂带两侧的一些中型断裂在总体上较封闭的条件下的局部拉张部位，才比较有利于成矿物质的储集与保存。

（2）对金矿的控制作用

对于郯-庐断裂带对金矿的控制作用，王小凤等对郯庐断裂带中、南段对金矿的控制从五个方面进行了论述^［118］：①郯庐断裂带对金矿（矿带、矿田、矿区）分布的控制；②郯庐断裂构造系统控矿构造型式对金矿控制的多样性：A.主干断裂带内及旁侧与其走向相同的次级构造对金矿的控制，B.主干断裂旁侧“入”字型构造分支断裂控矿，C.金矿化受NEE（或NE）、NNW、NWW（或NW）等伴生构造控制，D.低序次旋扭构造对金矿的控制，E.构造复合控制金矿的具体定位；③控矿构造形变差异对金矿化类型的控制；④金矿成因的差异性与统一性；⑤郯庐断裂带成生发展与成矿的同步性。在战略找矿方面，提出了A.东西向构造带与郯庐断裂带的交汇复合区；B.构造活动、形变强烈和燕山期岩浆活动发育区；C.太古宇变质岩展布区；D.郯庐断裂带次级、低序次构造发育、自身复合及与其他构造成分复合区。具备上述四项条件的地区是找矿远景区的最佳选择。